英特爾發布最詳細制程工藝和封裝技術路線圖
英特爾發布最詳細制程工藝和封裝技術路線圖
來源：半導體在線
▲圖片來源于英特爾
2021年7月27日，英特爾CEO帕特·基辛格在“英特爾加速創新：制程工藝和封裝技術線上發布會”上發表演講。在這次線上發布會中，英特爾提出了未來制程工藝和封裝技術路線圖。
今天，英特爾公司今天公布了公司有史以來最詳細的制程工藝和封裝技術路線圖，展示了一系列底層技術創新，這些創新技術將不斷驅動從現在到2025年乃至更遠未來的新產品開發。除了公布其近十多年來首個全新晶體管架構 RibbonFET 和業界首個全新的背面電能傳輸網絡PowerVia之外，英特爾還重點介紹了迅速采用下一代極紫外光刻（EUV）技術的計劃，即高數值孔徑（High-NA）EUV。英特爾有望率先獲得業界第一臺High-NA EUV光刻機。
“基于英特爾在先進封裝領域毋庸置疑的領先性，我們正在加快制程工藝創新的路線圖，以確保到 2025 年制程性能再度領先業界。英特爾正利用我們無可比擬的持續創新的動力，實現從晶體管到系統層面的全面技術進步。在窮盡元素周期表之前，我們將堅持不懈地追尋摩爾定律的腳步，并持續利用硅的神奇力量不斷推進創新。—— 帕特·基辛格英特爾公司CEO”
業界早就意識到，從1997年開始，基于納米的傳統制程節點命名方法，不再與晶體管實際的柵極長度相對應。如今，英特爾為其制程節點引入了全新的命名體系，創建了一個清晰、一致的框架，幫助客戶對整個行業的制程節點演進建立一個更準確的認知。隨著英特爾代工服務（IFS）的推出，讓客戶清晰了解情況比以往任何時候都顯得更加重要。基辛格說：“今天公布的創新技術不僅有助于英特爾規劃產品路線圖，同時對我們的代工服務客戶也至關重要。業界對英特爾代工服務（IFS）有強烈的興趣，今天我很高興我們宣布了首次合作的兩位重要客戶。英特爾代工服務已揚帆起航！”
英特爾技術專家詳述了以下路線圖，其中包含新的節點命名和實現每個制程節點的創新技術：
● 基于FinFET晶體管優化，Intel 7與Intel 10nm SuperFin相比，每瓦性能將提升約10%-15%。2021年即將推出的Alder Lake客戶端產品將會采Intel 7工藝，之后是面向數據中心的 Sapphire Rapids預計將于 2022 年第一季度投產。
● Intel 4完全采用EUV光刻技術，可使用超短波長的光，刻印極微小的圖樣。憑借每瓦性能約20%的提升以及芯片面積的改進，Intel 4將在2022年下半年投產，并于2023年出貨，這些產品包括面向客戶端的Meteor Lake和面向數據中心的Granite Rapids。
● Intel 3憑借FinFET的進一步優化和在更多工序中增加對EUV使用，較之Intel 4將在每瓦性能上實現約18%的提升，在芯片面積上也會有額外改進。Intel 3將于2023年下半年開始用于相關產品生產。
● Intel 20A將憑借RibbonFET和PowerVia兩大突破性技術開啟埃米時代。RibbonFET是英特爾對Gate All Around晶體管的實現，它將成為公司自2011年率先推出FinFET以來的首個全新晶體管架構。該技術加快了晶體管開關速度，同時實現與多鰭結構相同的驅動電流，但占用的空間更小。PowerVia是英特爾獨有的、業界首個背面電能傳輸網絡，通過消除晶圓正面供電布線需求來優化信號傳輸。Intel 20A預計將在2024年推出。英特爾也很高興能在Intel 20A制程工藝技術上，與高通公司進行合作。
● 2025年及更遠的未來：從Intel 20A更進一步的Intel 18A節點也已在研發中，將于2025年初推出，它將對RibbonFET進行改進，在晶體管性能上實現又一次重大飛躍。英特爾還致力于定義、構建和部署下一代High-NA EUV，有望率先獲得業界第一臺High-NA EUV光刻機。英特爾正與ASML密切合作，確保這一行業突破性技術取得成功，超越當前一代EUV。
英特爾高級副總裁兼技術開發總經理Ann Kelleher博士表示：“英特爾有著悠久的制程工藝基礎性創新的歷史，這些創新均驅動了行業的飛躍。我們引領了從90納米應變硅向45納米高K金屬柵極的過渡，并在22納米時率先引入FinFET。憑借RibbonFET和PowerVia兩大開創性技術，Intel 20A將成為制程技術的另一個分水嶺。”
▲英特爾高級副總裁兼技術開發總經理Ann Kelleher博士
隨著英特爾全新IDM 2.0戰略的實施，封裝對于實現摩爾定律的益處變得更加重要。英特爾宣布，AWS將成為首個使用英特爾代工服務（IFS）封裝解決方案的客戶。英特爾對領先行業的先進封裝路線圖提出：
● EMIB作為首個2.5D嵌入式橋接解決方案將繼續引領行業，英特爾自2017年以來一直在出貨EMIB產品。Sapphire Rapids將成為采用EMIB（嵌入式多芯片互連橋接）批量出貨的首個英特爾?至強?數據中心產品。它也將是業界首個提供幾乎與單片設計相同性能的，但整合了兩個光罩尺寸的器件。繼Sapphire Rapids之后，下一代EMIB的凸點間距將從55微米縮短至45微米。
● Foveros利用晶圓級封裝能力，提供史上首個3D堆疊解決方案。Meteor Lake是在客戶端產品中實現Foveros技術的第二代部署。該產品具有36微米的凸點間距，不同晶片可基于多個制程節點，熱設計功率范圍為5-125W。
● Foveros Omni開創了下一代Foveros技術，通過高性能3D堆疊技術為裸片到裸片的互連和模塊化設計提供了無限制的靈活性。Foveros Omni允許裸片分解，將基于不同晶圓制程節點的多個頂片與多個基片混合搭配，預計將于2023年用到量產的產品中。
● Foveros Direct實現了向直接銅對銅鍵合的轉變，它可以實現低電阻互連，并使得從晶圓制成到封裝開始，兩者之間的界限不再那么截然。Foveros Direct實現了10微米以下的凸點間距，使3D堆疊的互連密度提高了一個數量級，為功能性裸片分區提出了新的概念，這在以前是無法實現的。Foveros Direct是對Foveros Omni的補充，預計也將于2023年用到量產的產品中。
今天討論的突破性技術主要在英特爾俄勒岡州和亞利桑那州的工廠開發，這鞏固了英特爾作為美國唯一一家同時擁有芯片研發和制造能力的領先企業的地位。此外，這些創新還得益于與美國和歐洲合作伙伴生態系統的緊密合作。深入的合作關系是將基礎性創新從實驗室研發投入到量產制造的關鍵，英特爾致力于與各地政府合作，強化供應鏈，并推動經濟和國家安全。
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